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搞笑|搞笑诺奖：在充满氦气的房间里来上一段B-BOX会怎样？( 二 )


搞笑|搞笑诺奖：在充满氦气的房间里来上一段B-BOX会怎样？
△扬子鳄变声实验中搭建氦气室的示意图 图源：参考文献 6
首先我们来看 ， 在氦气室中 ， 乐器的声音会如何变化？
乐器发出声音的原理多种多样 ， 以最为常见的管乐、弦乐和打击乐器为例 。 管乐器和声道类似 ， 都是气柱结构 ， 因此如果我们在充满氦气的房间内吹响长笛 ， 它的音调将会升高 。 弦乐器是由弓和弦之间的摩擦令琴弦发生振动从而产生声音 ， 并非气柱结构 ， 因而不会产生音调变化 。 三角铁或者鼓一类的打击乐器凭借被击打部位的振动发声 ， 在氦气中音调同样不会变化 。
有读者可能会问 ， 氦气室中满是氦气 ， 氦气中的声速那么快 ， 为什么其中三角铁的音高不会发生变化？这里要注意 ， 音高只与音源频率有关 ， 与传播介质中的声速无关 。 只要音源的频率不变 ， 在任何传播介质中的音高都应该是一样的 ， 介质声速快不过是让人耳听到声音的时间提前一丢丢而已 。 同样的道理 ， 氦气室内的音箱、麦克风、电话等声学设备同样不会有音调变化 。
搞笑|搞笑诺奖：在充满氦气的房间里来上一段B-BOX会怎样？
△图中哪些乐器会在氮气室内发生音调改变？图源：Freepik.com
其次来看看动物 ， 蛙鸣和蝉鸣 ， 哪个会在氦气室内变声？
从进化角度来看 ， 气道共鸣是动物进化过程中的一种趋同效应 。 在自然界中 ， 不光是人类在内的哺乳类动物会用气道共鸣的方式发声 ， 大多数脊椎动物也会用这种方法 ， 只不过不同种类的生物采用的发声器官有所不同 ， 哺乳类大多采用声带作为发声器官 ， 鸟类采用的是鸣管 ， 而两栖类中的青蛙则使用鸣囊 。 这些发声器官的内部构造千差万别 ， 但总体而言都符合物理学上的气柱模型 ， 也都会受到氦气的影响 。 因此如果给狗或者鸭子吸入氦氧混合气 ， 它们一样会发出更加尖利的声音 。
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△蛙类用来增强气道共鸣的鸣囊 作者：Benny Trapp 图源：维基百科
而爬行动物在各种脊椎动物中属于发声器官发育滞后的群体 ， 除了部分种类的蜥蜴和鳄鱼 ， 大多无法发出像样的声音 。 扬子鳄能够发出音频非常低沉的吼声 ， 本次获得搞笑诺贝尔奖的团队给扬子鳄吸入了氦氧混合气后 ， 威风凛凛的扬子鳄就变成了唐老鸭 。
此外 ， 虽然并非脊椎动物 ， 但昆虫也是制造声音的高手 ， 只不过它们并不采用气道共鸣的方式 ， 而主要以摩擦形成振动发声 。 因此即便是处于氦气中 ， 昆虫鸣叫的声音频率也不会发生变化 。
想要不受氦气的影响 ， 你要学会这种发声方式
虽然用氦气整蛊别人十分有趣 ， 但我们自己可不想被整 ， 那么有没有可能让自己不受氦气的影响呢？你别说 ， 还真有 。
我们已经知道声带振动频率的改变是氦气变声依据的原理 ， 也就是说如果发声过程中声带不发生振动 ， 氦气变声效应就会消失 。 而声带是否振动与发声时的具体音节有关 ， 发清音音节时声带不振动 ， 只有发元音和浊音音节声带才会振动 。
绝大部分语言中的清音都是辅助成分 ， 声带振动时发出的元音和浊音是人类能够清晰饱满表达自己意思的关键 。 但有些语言清音所占的比例极高 ， 甚至出现个别词汇乃至短句完全不依赖元音的情况 ， 这类语言的使用者将会比较少受氦气变声的影响 。
例如 ， 生活在加拿大不列颠哥伦比亚省贝拉库拉一带的努哈尔克人的母语努哈尔克语 ， 就允许在很长的一串清音中不插入任何元音或浊音 ， 使语言学中“音节”的概念受到了挑战 。 但目前世界上能够流利使用该语言的人数少于10人 ， 因此想要学会这种语言恐怕有点难度 。 参考文献5中是努哈尔克语的示范朗读 ， 强烈建议大家前往感受 。
搞笑|搞笑诺奖：在充满氦气的房间里来上一段B-BOX会怎样？
△清音占据很大比重的语言 图源：维基百科“音节”条目
努哈尔克语比较难学 ， 但还有另一种避免被整蛊的方式 ， 那就是B-BOX 。 B-BOX主要利用大量的摩擦音和破擦音（都是清音）来发声 ， 因此可以说 ， 它打娘胎就自带抵抗氦气变声的属性 。
这么看来 ， 学会B-BOX不仅能让自己成为酷酷的Hiphop青年 ， 还能不被氦气整蛊 。 还等什么 ， 赶紧学起来吧 。
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△没有什么是一段B-BOX不能解决的 图源：B站up主“我的大老师”
参考文献：
1.ヘリウムガスの中で変わる音と変わらない音
http://natsci.kyokyo-u.ac.jp/~okihana/kaisetu/herium/herium-3.html
2.ヘリウムを吸うと声が高くなる犬の鳴き声や楽器はどうなるか？


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